实验三 水的汽化热的测定

实验三 水的汽化热的测定

一、实验目的

1、学习用混合量热法测定水的汽化热。

2、了解一种粗略修正散热的方法——抵偿法。

二、实验仪器

1、XJ-TQ-2型液体汽化热测定仪; 2、WL-1物理天平;3、秒表。

三、实验原理

在一定的外部压强下,液体总是在一定的温度下沸腾,在沸腾过程中,虽然对它继续加热,但液体的温度并不升高。可见,在把液体变成汽体时,要吸收热量。为此引进汽化热这个物理量,来表示在一定温度及压强下,单位质量的液体变成同温度的汽所需要的热量,即: 

反过来,当汽体重新凝结成液体时就会放出热量。所放出的热量跟等量的液体在同一条件下汽化时所吸收的热量相同。即:汽化热=凝结热。

由此,本实验通过测定出水蒸汽在常压条件下凝结热,从而根据上式,间接得到水在沸点(100℃)时的汽化热。

蒸汽从发生器出来,经玻璃管进入量热器内筒中凝结成水,放出热量,使量热器内筒和水的温度由初温升到,设凝结成水的蒸汽质量为,蒸汽由℃变到℃的有个中间转化过程,那就是℃的水蒸气首先转化成℃的水,这时要放出热量,即凝结热;然后℃的水再与冷水混合,最终达到热平衡,平衡温度为℃,这时要放出热量,则总的放热量就是           

设量热器和水的质量分别为,比热分别为。则量热器、水所得到的热量(不考虑系统的对外散热):                 

式中由热平衡方程式            

则            (1)

【散热修正】:上述讨论是假定量热器与外界无热量交换时的结论.实际上只要有温度的差异就必然要有热交换存在,因此必须考虑如何防止散热或对散热进行修正。

本实验中热量的散失主要是蒸汽通入盛有水的量热器中,混合过程中量热器向外散失的热量,由此造成混合前水的初温与混合后水的终温不易测准.为此,根据牛顿冷却定律来修正温度。

在实验中作出水的温度-时间曲线,如图ABGCD所示,AB段表示混合前量热器及水的缓慢升温过程(由于其温度比室温低引起的);BC段表示混合过程;CD段表示混合后的冷却过程.过G点作与时间轴垂直的一条直线交AB、CD的延长线于E和F点,使面积BEG与面积CFG相等,这样,E和F点对应的温度就是热交换进行无限快时的温度,即没有热量散失时混合前、后的初温1和终温 (隔5~10s测一个点)。

四、实验内容与步骤

1、将内筒擦干净,用天平称出其质量m1

2、内筒中装入适量的从冰箱中取出预先备好的冷水(约低于室温10℃,占内筒容积2/3),用天平称得内筒和水的质量M+m1

3、将内筒置于量热器中,盖好盖子,插好温度计,开始计时,观察并记录温度变化(如每隔10s记录一个数据),记录6-8个点,确定初始温度t1

4、与此同时,将蒸汽发生器通电加热至水完全沸腾剧烈的发出蒸汽。

5、初始温度t1确定后,擦干出气口的水滴,将其导入量热器,使蒸汽凝结并混合完成热交换,快到θ时,取下量热器,每隔10s记录一个数据,当温度达到最高值时,即为平衡温度θ。(θ=2θ- t这里的θ值只是理论估算,不能作为实验结果,用量热器盛上与实验相当的蒸馏水将数字温度计较长时间置于其中,由于水的蒸发则其温度略比室温低,此即为θ)。

6、用天平称出汽后总质量M1

7、实验完毕,整理仪器,处理数据,与水的汽化热参考值比较,计算误差和相对误差,写出实验结果的正确表达式。

五、指导要点及注意事项

1.室温应取实验前、后的平均值;水的初温,可低于室温约10 ℃~15 ℃;配置冷水时,还应略低 约1 ℃~2 ℃(为什么?)

2.严守天平的操作规则。

3.注意操作安全,不要被蒸汽烫伤。

4.注意蒸汽发生器底部的玻璃管,上下升降时须小心谨慎,以免损坏。

5.量热杯晃动幅度要小,勿使液体溅出,否则严重影响实验结果。

 

第二篇:液体比汽化热测定实验报告

梧州学院学生实验报告

成绩:                       指导教师:              

专业:                   班别:                       实验时间:              

实验人:                 学号:                       同组实验人:            

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